книги из ГПНТБ / Сакулин В.П. Безопасность труда при монтаже и эксплуатации электроустановок

где: U3— напряжение на заземляющем устройстве подстапцтш;

С/ф — фазное напряжение сети.

Когда сопротивления R 3 и й 3ам равны между собой, фазное напряжение распределится между ними поровну.

Рпс. 13. Схема поражонпя человека электрическим током при касании одного из фазных проводов и одно­ временном замыкании другого провода на землю в сети напряжением 3S0/220 В:

Н3 — сопротивление заземляющего устройства на подстан­ ции; £/ — напряжение относительно земли на заземляющем устройстве.

Рассмотрим пример. Сопротивления R3 п йЯаы равны между собой (10 Ом). Тогда ток, проходящий через за­ земляющее устройство подстанцпп 13, будет составлять:

г	220	11 А’
'■	10+ 10
где Даам — сопротивление в		месте замыкания фазного

провода па землю.

Напряжение на заземляющем устройстве подстан­ ции окажется равным:

U 3 = / 3У?3= 11 • 10 = 110 В.

Тогда напряжение, под которое попадет человек, составит:

U 4Cл = / 1 ІО2 + 2202 + 110 - 220 = 294 В,

40

что, как видно, значительно превышает номинальное фазное напряжение.

При таких обстоятельствах поражающий человека ток 7Ч л увеличится и достигнет значения:

/чел= г	= fÂ= о, 59 А = 590 мА.
чел	оии

Сравнивая две системы по опасности поражения электрическим током, можно видеть, что в обеих рас­ смотренных электрических системах опасность пора­ жения человека, касающегося фазного провода, возра­ стает при понижении сопротивления изоляции сети. В этом отношении системы с изолированной и глухозаземлениой нейтралями являются равноценными.

При этом сопротивление изоляции между фазными проводами или проводами и землей в установках до 1000 В должно составлять не менее 0,5 мОм.

Значение качества изоляции электрических уста­ новок очень велико. Повреждение ее или ухудшение электроизоляционных свойств в процессе эксплуатации приводит к нарушению нормальной работы электро­ установок, к поражению электрическим током обслу­ живающего персонала. Изоляция электроустановок — одно из основных средств защиты от поражения током.

Со временем, в процессе работы, происходит старе­ ние электрической изоляции и ухудшение ее диэлек­ трических свойств.

К основным причинам, вызывающим старение изо­ ляции, относятся следующие.

Нагрев проводов рабочими токами (токами нагруз­ ки) и токами короткого замыкания, превышающими до­ пустимый предел для данного типа электрической изо­ ляции.

Высокая относительная влажность в производст­ венном помещении (80% и выше).

Высокая температура окружающей среды. Наличие в воздухе производственного помещения

химически активной среды, разрушающе действующей на изоляцию электроустановок и проводов.

Воздействие атмосферных и коммутационных пере­ напряжений.

Механические повреждения изоляции при монтаже и эксплуатации электроустановок.

41

§ 2

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ В ЖИВОТНОВОДСТВЕ

Вопросы электробезопасиостп при использовании электроэнергии на животноводческих фермах требуют к себе особого внимания. Нередки случаи поражения током со смертельным исходом обслуживающего пер­ сонала и животных на фермах. Поражение электриче­ ским током животных возникает главным образом при попадании электрического напряжения на автопоилки. Причинами этого являются замыкание фазного провода на нулевой провод, вынос потенциала по нулевому про­ воду из сети 6—35 кВ, ошибочное подключение к кор­ пусам электродвигателей фазного провода вместо ну­ левого, включение вторичной обмотки сварочного тран­ сформатора к трубам автопоилок для разогрева послед­ них электрическим током.

Большое значение для безопасности людей и жи­ вотных на фермах имеет электрическое сопротивление пола, а также удельное электрическое сопротивление воды в системе автопоения, так как через них замы­ кается цепь поражающего тока.

Полы в животноводческих помещениях выполня­ ются, как правило, бетонными с деревянным настилом в стойлах. Однако встречаются еще в животноводче­ ских постройках и земляные иолы, имеющие также деревянный пастил в стойлах.

Для измерения электрического сопротивления пола обычно используют прибор МС-08 (МС-07). В каче­ стве пластинчатого зонда, играющего роль заземлителя, применяется стальная пластинка диаметром 12 см, имитирующая копыта коровы. Пластина прижимается к полу грузом до 70 кг.

На рис. 14 представлена схема измерения электри­ ческого сопротивления пола.

По данным лаборатории электробезопасиостп Научно-исследовательского проектно-технологического института механизации и электрификации сельского хозяйства Северо-Запада (НИПТИМЭСХ С.-З., г. Ле­ нинград), электрическое сопротивление бетонных по­ лов на фермах может составлять от 260 до 10 Ом. Та­ кое незначительное сопротивление объясняется тем, что избыточная увлажненность н навозная жижа уве­ личивают электрическую проводимость бетона. При

42

прогнившем деревянном настиле опасность пораже­ ния увеличивается.

Как уже отмечалось, большое значение для обеспе­ чения условии электробезопасности имеет удельное электрическое сопротивление воды в системе автопоспия. Согласно ПТЭ металлические трубопроводы, кон­ струкции транспортеров для раздачи кормов, уборки навоза и другие подобные машины и механизмы, к ко­ торым могут прикасаться животные, должны быть на­ дежно изолированы от корпусов электрооборудования, электроаппаратуры и нулевого провода электросети.

MC-08

Рис. 14. Схема измерения электрического сопротивления пола прибором МС-08 (МС-07):

З П

— зонд пластинчатый;

3

— зонд (потенциальный электрод);

В — вспомогательный токовый электрод.

Для этой цели в ответвлениях от магистральных ли­ ний водопроводов, идущих к автопоилкам, к электро­ водонагревателям и другим электроприемникам, непо­ средственно соединенным с трубами системы автопоеиия, а также в вакуум-проводах, в местах соединения их с вакуум-насосами доильных агрегатов, должны быть установлены изолирующие вставки.

Длина каждой изолирующей вставки в водопровод­ ной магистрали должна быть не меиее 1 м. Длина изолирующей вставки, устанавливаемой на трубах ва­ куум-провода, может быть уменьшена до 25 см. Пра­ вила ие требуют устанавливать изолирующую вставку только в том случае, когд'а имеются специальные устройства для защиты людей и животных от пораже­ ния электрическим током (например, устройство для выравнивания потенциалов). В этом случае металли­ ческие конструкции электроустановок и трубопроводы должны быть заземлены путем присоединения к нуле­

43

вому проводу сети. Нулевой провод должен иметь надежпый контакт с заземляющим устройством фермы, выполненным в целях выравнивания потен­ циалов.

В месте, где по условиям злектробезопасностп тре­ буется применить изолирующую вставку, вырезается кусок водопроводной трубы длиной 1 м я на концы трубы натягивается изолирующая вставка.

В качестве вставки используется резиновый шланг без металлической сетки пли полиэтиленовая трубка.

В случаях применения изолирующих вставок необ­ ходимо зиать удельное электрическое сопротивление воды, подаваемой в животноводческие фермы, посколь­ ку для защиты людей н животных от поражения элек­ трическим током через трубы системы автопоенпя мы используем электрическое сопротивление R c столба воды, заключенного в изолирующей вставке.

Сопротивление R c подсчитывается по формуле:

Ом,

где. $ _ 5®! ~ сечение столба воды в изолирующей

в4 вставке, м2;

D — внутренний диаметр вставки;

Ів — длина столба воды в изолирующей вставке, м; Рв — удельное электрическое сопротивление исполь­

зуемой воды, Ом • м.

Сельскохозяйственные фермы пользуются водой из различных водоемов, поэтому удельное электрическое сопротивление воды может колебаться в широких пре­

делах — от 80 до	0,2 Ом • м при воде,	близкой	по со­
ставу к іМорской.	Если принять в	качестве	расчет­

ного удельного сопротивления воды рв= 0,2 Ом-м, то при длине изолирующей вставки, равной 1 м, и внут­ реннем диаметре вставки, равном 0,05 м, сопротивле­ ние столба воды в изолирующей вставке составит всего 106 Ом. Очевидно, что при таком сопротивлении изолирующей вставки и относительно высокой элек­ трической проводимости пола животное может ока­ заться под опасным напряжением при замыкании фаз­ ного провода сети 380/220 В на корпус электродвигателя насоса системы труб автопоения.

Расчеты показывают, что для полной безопасности необходимо устанавливать изолирующую вставку та-

44

кон длины, чтобы ее электрическое сопротивление было не менее 1000 Ом.

Сопротивление столба воды в изолирующей вставке легко определить непосредственно в хозяйстве по сле­ дующей электрической схеме (рис. 15).

Резиновый шланг длиной не менее 1 м, имеющий внутренний диаметр, равный наружному диаметру тру­ бопровода (в месте предполагаемой установки изоли­ рующей вставки), заполняется водой. Пробками слу­ жат стальные болты (заглушки), являющиеся одно­ временно электрическими контактами между прово-

Рнс. 15. Схема измерения сопротивления изолиру­ ющей вставки (/?„ — сопротивление изолирующей вставки).

дами сети и столбом воды, заключенном в. резиновом шланге. Показания приборов позволяют определить сопротивление изолирующей вставки (столба воды) по формуле:

•Яс = т■* Ом,

где: U — напряжение питания, В;
I — ток,	проходящий через изолирующую встав­
ку,	А.
Изолирующие вставки систематически, не реже од­

ного раза в год, проверяют на чистоту и целость внут­ ренней и наружной поверхностей.

Рассмотрим характерные случаи поражения людей п животных электрическим током на животноводче­ ских фермах.

В системе напряжением 380/220 В произошло за­ мыкание фазного провода на корпус электродвигателя навозоуборочного транспортера. При этом металличе­ ская цепь навозоуборочного транспортера оказалась

45

под напряжением, на ферме возникла опасность пора­ жения животных электрическим током. Опасность за­ ключается в том, что задние ноги животных в этих случаях находятся (рис. 16) под потенциалом, близ­ ким к потенциалу транспортера. Помимо этого, воз­ можны поражения животных шаговым напряжением, так как передние ноги их могут оказаться под потен­ циалом, близким к пулевому. Животные могут быть

Рис. 16. Поражение животных электрическим током при выносе потенциала через навозоуборочныіі транспортер:

1	— автопоилка;	2	— навозоуборочпыіі транспортер;		з	— труба
системы автопоеішл;			4	— изолирующая вставка; пути прохождении

тока через животное показаны стрелками.

также поражены током в момент прикосновения к ав­ топоилкам, которые через трубы системы автопоения имеют обычно хорошее соединение с землей, и цепь поражения током от навозоуборочного транспортера через животное замкнется на трубы автопоения.

В качестве примеров рассмотрим три наиболее ха­ рактерных аварийных режима, которые могут приве­

сти к	поражению электрическим током	животных
в случае замыкания фазного провода ыа корпус на-
возоуборочыого транспортера.		произошло за­
1.	В сети напряжением 380/220 В

мыкание фазного провода иа корпус электродвигателя навозоуборочного транспортера. Через металлическую

46

цепь транспортера животные получили удар электри­ ческим током.

Установлено, что напряжение прикосновения в этом аварийном режиме может значительно превышать до­ пустимую величину и возрастать в связи со следую­ щим: увеличением сопротивления петли короткого за­ мыкания фаза — нуль; увеличением сопротивления по­ вторного заземления; уменьшением сопротивления труб системы автопоения и пола в животноводческом поме­ щении.

Эксперименты, проведенные на животноводческих фермах по рассматриваемой аварийной схеме, пока­ зали, что животные на фермах могут оказаться под напряжением в пределах от 21 до 82 В, что значитель­ но превышает допустимые значения.

2. В сети напряжением 380/220 В возник обрыв в цепи повторного заземлепия или повторное заземле­ ние нулевого провода не выполнено. Произошло замы­ кание фазного провода па корпус электродвигателя навозоуборочиого транспортера.

При отсутствии в сети повторного заземления или при его обрыве значительно увеличивается опасность поражения электрическим током. Напряжение прикос­ новения значительно превышает допустимое значение. Оно почти вдвое выше максимального напряжения при­ косновения при наличии всетиповторного заземления.

3. Нулевой провод на участке сети между повтор­ ным заземлением и электродвигателем имеет обрыв. Произошло замыкание фазного провода на корпус электродвигателя иавозоуборочного транспортера.

Этот аварийный режим наиболее опасен, так как обслуживающий персонал и животные на ферме могут оказаться под напряжением, близким к фазному. Об­ рыв нулевого провода иа участке электрической сети от распределительного. щптка до электродвигателя — явление довольно частое в животноводческих помеще­ ниях. Это происходит потому, что присоединение кор­ пуса электродвигателя к нулевому проводу сети вы­ полняется проводом той яге марки и того яге сечения, что и фазные провода, подводимые к электродвига­ телю (чаще всего используют провод АПР в трубах или кабели АВРГ, АНРГ). Однако алюминиевый про­ вод при вибрациях электродвигателя и при перегибах во время монтажа и эксплуатации переламывается.

47

При этом возникает обрыв, скрытый изоляцией про­
вода, и место обрыва трудно обнаружить.
Для надежного соединения корпусов электродвига­
телей с нулевым проводом сети рекомендуется выпол­
нять присоединение их проводами, обладающими до­
статочной гибкостью и прочностью. Для этого лучшо
всего применять голый медный миогоироволочный про­
вод, или использовать стальной оцинкованный провод
марки ПСО-5, плп, в крайнем случае, — стальную ка­
танку диаметром 6,5 мм.
Известны случаи электротравмироваппя людей н
животных из-за	неправильного монтажа электродов во­
донагревателей,	отсутствия блокировочных			устройств,
эксплуатации самодельных водонагревателей, выполнен­
ных с нарушением элементарных правил техники безо­
пасности, а также из-за неисправностей в сети осве-
щепня.
На животноводческих фермах, как правило, следует
устанавливать электрические водонагреватели элемент-
його типа (ВЭТ-200, ВЭТ-400). Водонагреватели элек­
тродного типа должны быть снабжены блокировочным
устройством, исключающим открытие			водоразборного
крана до отключения водонагревателя от электросети.
Подключение	водоэлектроподогревателя			к водопро­
водной сети должно производиться через изолирую­
щую вставку длиной не менее 1 м.
Самодельные	водоэлектроподогревателя			применять
запрещается.
На одной нз ферм совхоза «Шушары» Ленинград­
ской области для подогрева воды был установлен во­
доэлектроподогреватель		собственного	изготовления.
В результате некачественного монтажа медный про­
водник, соединяющий фазный зажим водонагревателя
с нагревательной спиралью, оборвался и замкнулся на
металлический корпус нагревателя. Корпус водоэлект­
роподогревателя был подключен к нулевому проводу
сети и к отдельному заземляющему устройству сопро­
тивлением 7 Ом (рис. 17). В месте соединения нуле­
вого провода с корпусом был плохой контакт, поэтому
часть тока короткого замыкания пошла по заземляю­					д[
щему устройству водоэлектроподогревателя				7?в и зам-
кнулась через заземляющее устройство R на корпус
электродвигателя вакуумного насоса. Сопротивление за­
земляющего устройства		электродвигателя		вакуумного

48

насоса R составляло 0,8 Ом. На трубе вакуум-провода не была установлена изолирующая вставка, а сами трубы в нескольких местах соединялись с трубами ав­ топоения, вследствие чего произошел вынос потенциала к автопоилкам. Водоэлектроподогреватель же был под­ ключен к трубам системы автопоения через изолирую­ щую вставку. Сопротивление столба воды в изолирую­ щей вставке, замеренное сразу же после несчастного случая, составляло 85 000 Ом, что исключало вынос опасного потенциала через трубы системы автоноения.

Рис. 17. Поражение животных электрическим током при замыка­ нии фазного провода на корпус водоэлектроподогревателя (пути прохождения тока показаны стрелками):

1	— водоэлектроподогреватель;				2	— изолирующая вставка;			3	— труба
системы автодоения;			4	— вакуум-провод;			5	— вакуумный насос и электро­
					двигатель.
	Находящиеся на животноводческой ферме коровы
получили		удар		электрическим				током, причем для
23 животных этот удар оказался смертельным.									еще тем,
	Условия	электробезопасности ухудшались

что полы на животноводческой ферме были сырые, их электрическое сопротивление, замеренное сразу же по­ сле несчастного случая, составляло менее 20 Ом.

Повышенная опасность поражения электрическим током обслуживающего персонала и сельскохозяйствен­ ных животных возникает при резервировании электро­ питания животноводческих ферм со стороны низшего напряжения через воздушные электрические сетп 380/220 В.

В совхозе «Ленсоветовский» Ленинградской области резервирование питания животноводческой фермы

49